综述:“书写大脑”:临床脑电图的诞生

【字体: 时间:2025年06月21日 来源:Clinical Neurophysiology 3.7

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  (编辑推荐)这篇综述系统回顾了Hans Berger在1924年开创性记录人类脑电图(EEG)的历程,揭示了α波与β波的发现如何颠覆传统化学脑功能模型,确立癫痫为电生理障碍,并推动EEG成为神经科学研究的"脑窥镜(cerebroscope)"。尽管未能实现"心理镜(psychoscope)"的初衷,其临床价值已载入史册。

  

Abstract

1924年,德国精神病学家Hans Berger首次在患者身上记录到脑电图(EEG),这项突破终结了当时盛行的脑功能化学模型假说。通过弦线电流计捕捉到的大脑α波(8-13Hz)和β波(14-30Hz),不仅证实了脑电活动的可测量性,更揭示了其与闭眼放松(α波抑制)、注意力集中(β波增强)的关联。EEG对癫痫异常放电的记录,直接推动了该疾病被重新定义为电生理障碍。

Introduction

在Berger突破前,Richard Caton等学者已在动物实验中观测到脑电活动(1870s),但人类脑电记录始终是技术盲区。值得注意的是,20世纪初主流观点仍坚持脑功能化学传递理论。Berger的EEG技术将Vladimir Práwdicz-Neminski等先驱的动物实验成果转化为临床工具,其使用的弦线电流计灵敏度达到微伏级,成功捕捉到此前被认为"不可见"的神经电活动。

The long way to clinical electroencephalography

受Alfred Lehmann"心理能量"理论启发,Berger执着探索心理活动与脑电的关联。在早期实验中,他创新性地采用颅骨缺损患者作为受试者,绕过头皮电阻干扰。1929年发表的里程碑论文中,首次系统描述了EEG波形与认知状态的关系,这一发现比睡眠周期研究(Aserinsky和Kleitman,1953)早了近三十年。

Brainwaves and mental states

α波的发现极具戏剧性——当受试者闭目放松时,记录仪突然出现10Hz规则振荡,睁眼即刻消失。这种"伯格节律"后被证实与默认模式网络活动相关。而β波则在计算等复杂认知任务中振幅增强,这种频率特异性反应为后续事件相关电位(ERP)研究奠定基础。

The role of EEG in understanding epilepsy

EEG彻底改变了癫痫诊疗范式:临床记录的3Hz棘慢波综合症直接证实了癫痫发作的电生理本质。值得注意的是,Berger在1933年首次捕捉到局灶性癫痫发作期放电,这一发现比现代癫痫手术定位技术早半个世纪。

Ethical considerations

在缺乏伦理审查制度的时代,Berger对精神病患者的EEG研究存在争议。部分受试者来自耶拿大学精神病院,其知情同意过程未达现代标准。但历史语境下,这些研究为EEG临床转化提供了关键数据。

Conclusions

尽管Berger后期卷入纳粹政策使其学术声誉蒙尘,但EEG技术的临床价值不可否认。当代研究证实,他观察到的γ波(>30Hz)与高级认知功能相关,而高频振荡(HFOs)已成为癫痫定位的新标志物。百年间,EEG从简陋的弦线记录发展为脑机接口核心技术,持续拓展着人类对大脑的认知边界。

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